專(zhuān)利名稱(chēng)：一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在蒸發(fā)設(shè)備中，二次蒸汽的冷凝可以用間壁冷凝器或直接接觸冷凝器，在用直接接觸式蒸汽冷凝器時(shí)，常常應(yīng)用噴淋式直接接觸蒸汽冷凝器，在其中冷卻水從上噴淋而下，二次蒸汽自下部通入，上升時(shí)與噴淋下來(lái)的冷卻水直接接觸，冷凝成為液相，冷卻水則受熱而溫度升高。由于冷卻水在較低溫度下常溶解有一定量的空氣，在溫度上升時(shí)其中的空氣釋出，因之在冷凝器上方常設(shè)置有不凝性氣排出口由真空泵抽出。同時(shí)，由于蒸發(fā)設(shè)備亦常會(huì)有一定的漏泄之處，在真空操作時(shí)空氣自外漏入，這一部分不凝性氣在二次蒸汽中亦需在冷凝器中最后由真空泵抽走。因之，一般常規(guī)的蒸發(fā)設(shè)備總需要有真空泵設(shè)置，操作時(shí)需要消耗能量，而且還包含有一定的投資費(fèi)用與維修費(fèi)用。
有一種自排氣噴淋式直接接觸式冷凝器，取消了最后用來(lái)抽除不凝性氣體的真空泵，以在冷凝器下的大氣腿來(lái)維持蒸發(fā)器內(nèi)的真空度，同時(shí)利用冷卻水在大氣腿中下流時(shí)的旋轉(zhuǎn)，使不凝性氣夾帶其中向下排出于大氣之中。這種自排氣式冷凝器省去了真空泵，節(jié)省了能耗，但這種自排氣冷凝器缺乏設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)規(guī)范，還難以在真空蒸發(fā)設(shè)備中廣泛推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種節(jié)省了用來(lái)抽空的真空設(shè)備、節(jié)省了能耗，確定了設(shè)計(jì)的方法與規(guī)范，能夠推廣應(yīng)用的笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器及其使用方法。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是，創(chuàng)建一種具有笙喉的自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，在直接接觸蒸汽冷凝器下，連接大氣腿處設(shè)置一笙喉段，造成冷卻水流過(guò)笙喉處的減壓，并由笙喉管束將冷凝器上部的不凝性氣抽吸到大氣腿中，隨冷卻水自下排出。按蒸發(fā)設(shè)備排出的二次蒸汽量及操作所需的真空度確定蒸汽所需的冷凝溫度以及冷凝時(shí)放出的熱量，從而確定所需的冷卻水用量，按冷卻水量和蒸汽冷凝后的水量之和確定笙喉段與大氣腿的直徑，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所定在笙喉段內(nèi)水的表現(xiàn)流速為2～4m/s，在大氣腿內(nèi)的表現(xiàn)流速為2～3.6m/s。。
在冷凝器下端進(jìn)入大氣腿處設(shè)置了笙喉段，笙喉段內(nèi)設(shè)置了由幾圈細(xì)管組成的笙喉管束，使笙喉管束外環(huán)隙的截面積減小，水向下流過(guò)時(shí)的流速加快，這一流速是由這一段的水柱高所決定的，即是水下流時(shí)由位能改變而為水在環(huán)隙中下流時(shí)的動(dòng)能，由于流速的增加，使其靜壓減小，從而使笙喉管下端處水流的壓力減小，造成真空，將冷凝器上部的不凝氣不斷抽入，形成氣泡分散在下流的水中，與在大氣腿中下流的冷卻水一起并流而下，經(jīng)過(guò)大氣腿下端的水封槽6排出。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，直接接觸蒸汽冷凝器1側(cè)面設(shè)置有二次蒸汽入口2和冷卻水入口3，內(nèi)設(shè)淋水板8，下端設(shè)置有通到水封槽6的大氣腿5，其特殊在，在直接接觸式蒸汽冷凝器連接大氣腿處加設(shè)一笙喉段4，笙喉段4上接直接接觸蒸汽冷凝器1，笙喉段4下接大氣腿5，笙喉段4內(nèi)設(shè)置一笙喉管束7，笙喉管束7上通直接接觸蒸汽冷凝器1上端冷卻水入口3上部的不凝氣空間，下達(dá)笙喉段4下端與大氣腿5連接處。
笙喉管束7由3～5圈細(xì)管構(gòu)成，細(xì)管直徑為2～6mm，長(zhǎng)度為3～6m。
笙喉段4的長(zhǎng)度為0.3～1.5m。
大氣腿5長(zhǎng)度為10～16m。
使用笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器的方法是，在直接接觸式蒸汽冷凝器1連接大氣腿處設(shè)置的笙喉段4，造成冷卻水流過(guò)笙喉段4處的減壓，并由笙喉管束7將直接接觸式蒸汽冷凝器1上部的不凝性氣抽吸到大氣腿5中，形成氣泡分散在下流的水中，與在大氣腿5中下流的冷卻水一起并流而下，經(jīng)過(guò)大氣腿5下端的水封槽6排出，笙喉段4內(nèi)水的表現(xiàn)流速為2～4m/s，在大氣腿5內(nèi)的表現(xiàn)流速為2～3.6m/s。
本發(fā)明的有益效果是，利用冷卻水下流時(shí)的位差轉(zhuǎn)化為動(dòng)能形成的流速減小笙喉管束下端處水流的靜壓，通過(guò)笙喉管束抽吸冷凝器上部的不凝性氣，使之在笙喉管束下端排出分散于水流中，隨水下流通過(guò)大氣腿自動(dòng)排出，節(jié)省了真空泵及操作時(shí)的能耗。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖其中，1.直接接觸式蒸汽冷凝器，2.二次蒸汽入口，3.冷卻水入口，4.笙喉段，5.大氣腿，6.水封槽，7.笙喉管束，8.淋水板。
具體實(shí)施例方式
一蒸發(fā)裝置，末效操作的真空度為580mmHg，排出二次蒸汽量為5t/h，以一直接接觸噴淋式冷凝器用25℃的冷卻水進(jìn)行冷凝，應(yīng)用冷凝水量為145t/h，笙喉段4直徑150mm，長(zhǎng)1m，笙喉管為用3mm直徑細(xì)管4圈構(gòu)成的管束，大氣腿直徑140mm，長(zhǎng)15m，下經(jīng)水封排出。操作結(jié)果，蒸發(fā)器末效操作的真空度為560～590mmhg柱，冷卻水排出溫度為43～46℃，不凝氣自動(dòng)由大氣腿下端經(jīng)水封槽6冒泡排出，操作穩(wěn)定，節(jié)省了真空泵與操作能耗。
權(quán)利要求
1.一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，直接接觸蒸汽冷凝器(1)側(cè)面設(shè)置有二次蒸汽入口(2)和冷卻水入口(3)，內(nèi)設(shè)淋水板(8)，下端設(shè)置有通到水封槽(6)的大氣腿(5)，其特征在于，在直接接觸式蒸汽冷凝器(1)連接大氣腿處加設(shè)一笙喉段(4)，笙喉段(4)上接直接接觸蒸汽冷凝器(1)，笙喉段(4)下接大氣腿(5)，笙喉段(4)內(nèi)設(shè)置一笙喉管束(7)，笙喉管束(7)上通直接接觸蒸汽冷凝器(1)上端冷卻水入口(3)上部的不凝氣空間，下達(dá)笙喉段(4)下端與大氣腿(5)連接處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，其特征在于，笙喉管束(7)由3～5圈細(xì)管構(gòu)成，細(xì)管直徑為2～6mm，長(zhǎng)度為3～6m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，其特征在于，笙喉段(4)的長(zhǎng)度為0.3～1.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器，其特征在于，大氣腿(5)長(zhǎng)度為10～16m。
5.使用權(quán)利要求1所述的一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器的方法，其特征在于，在直接接觸式蒸汽冷凝器(1)連接大氣腿處設(shè)置的笙喉段(4)，造成冷卻水流過(guò)笙喉段(4)處的減壓，并由笙喉管束(7)將直接接觸式蒸汽冷凝器(1)上部的不凝性氣抽吸到大氣腿(5)中，形成氣泡分散在下流的水中，與在大氣腿(5)中下流的冷卻水一起并流而下，經(jīng)過(guò)大氣腿(5)下端的水封槽(6)排出，笙喉段(4)內(nèi)水的表觀流速為2～4m/s，在大氣腿(5)內(nèi)的表現(xiàn)流速為2～3.6m/s。
全文摘要
一種笙喉式自排氣直接接觸蒸汽冷凝器及其使用方法屬于傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它是在蒸發(fā)設(shè)備排出的二次蒸汽冷凝所用的常規(guī)的直接接觸蒸汽冷凝器下連接大氣腿處加置一笙喉段，笙喉段內(nèi)設(shè)置一由細(xì)管組成的笙喉管束，上通冷凝上端冷卻水進(jìn)口以上的不凝氣空間，下端處于笙喉段進(jìn)入大氣腿處，笙喉段高0.2～1.5m，利用下流水相的位頭轉(zhuǎn)換成動(dòng)壓頭而形成水下流速度加快，從而造成真空以抽吸冷凝器上部的不凝氣，自笙喉管束形成氣泡隨下流的冷卻水進(jìn)入大氣腿，向下運(yùn)動(dòng)到大氣腿下的水封冒泡排出。大氣腿高為10～15m，以形成蒸發(fā)操作所必需的真空度。本發(fā)明省去了真空泵和操作能耗，利用水下降的位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，節(jié)省了能耗。
文檔編號(hào)F28C3/00GK1556363SQ20031012089
公開(kāi)日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者沈自求, 于士君, 劉曉華 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)